电镀工艺电镀锌合金课件.ppt

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1、电镀工艺学Platingtechnology第五章－Ⅱ电镀锌合金ChapterⅤ－Ⅱ1电镀工艺学PlatingtechnologyChapterⅩ－ⅠZincalloyPlating第一章电镀锌合金25.2.1概述锌合金一般指以锌为主要成分，含有少量其他金属的合金而言目前应用比较多的是锌与铁族金属生成的二元合金，即锌镍、锌钴、锌铁合金由于铁族的原子结构和性质很相近，它们与锌形成合金的共沉积特性也很相近铁族金属的电极电势比锌正得多，但在共沉积时，锌比铁族金属容易沉积，这种电沉积称为异常共沉积锌锡、锌钛等锌合金也受到人们的关注3锌合金最大的特点就是与锌镀层相比，具有较

2、高的耐蚀性，并具有良好的防护性／价格比值。本章将着重介绍以锌为主要成分的锌镍、锌钴、锌铁、锌钛等四种锌合金。4电镀锌镍合金锌和镍对钢铁都有保护作用，但保护的机理不同。锌的标准电势为－0.763V，比铁负，对钢铁起阳极保护作用；镍的标准电势为－0.25V，比铁(－0.44V)正，因而只有镍在无孔隙时，才能对钢铁起屏蔽的保护作用，而不能起阳极保护作用。锌镍合金镀层的电势随镀层含镍量而变。当镍含量为7％~18％时这种合金的耐蚀性最高，而这种锌镍表5－17在3%NaCl溶液中的稳定电势(VSSCE)/V锌-1.01锌镍(含Ni12%)-0.80低碳钢-0.55镀层的电极电

3、势仍比铁负，故对钢铁来说，仍为阳极性镀层，起电化学保护作用。5锌镍合金镀层具有以下特点：耐蚀性好，比锌层高3倍以上，经彩色钝化或黑色钝化，耐蚀性将大大提高氢脆性小，故可作代镉镀层使用有较好的可焊性。67下面将介绍两种应用较广的锌镍合金镀液及工艺。1酸性氯化物镀液(1)镀液的组成及操作条件，列于表5—6。表5-6酸性氯化物电镀锌镍合金工艺规范成分及操作条件配方NH4Cl型KCl型氯化锌/g·L-1氯化镍/g·L-1氯化铵/g·L-1氯化钾/g·L-1硼酸/g·L-1721－3添加剂/mL·L-1SSA85添加剂/mL·L-1光亮剂或稳定剂/mL·L-1PH值阴极电流

4、密度/A·dm-2温度/℃阳极镀层中Ni含量/%65~70120~130200~24018~251~25~5.51~420~40Zn与Ni分控13左右70～80100～12030～40190～21020～301～220～354.5～5.01～425～40Zn与Ni分控13左右75～8075～8550～60200～22025～303～55～61～330～36Zn:Ni=10:17~98氯化物型镀液的特点是：阴极电流效率高(95％以上)，沉积速度快，污水处理方便，镀层含Ni量在11％～15％范围内，但分散能力和覆盖能力较低。(2)镀液中各成分的作用及操作条件对镀层组成

5、的影响。1)主盐镀液中主盐的浓度是影响镀层组成的主要因素。由图5-3可知，锌在镀层中的含量大于它在镀液中的含量，即Zn比Ni优先沉积，这是异常共沉积的特征之一。为了得到一定组成的锌镍合金，需要控制镀液中[Zn2+]／[Ni2+]。在[Zn2+]／[Ni2+]不变的条件下，增大镀液中金属离子的总浓度，锌镍合金镀层中Ni含量变化不大。镀液中氯化锌和氯化镍均为主盐。9102)导电盐在该体系中，氯化铵、氯化钾是导电盐。其作用主要是提高镀液的导电率，并改善镀液的分散能力和覆盖能力。另外，NH4+与Zn2+、Ni2+都有一定的络合能力，从而影响镀层的组成。3)添加剂常用的锌镍

6、合金添加剂有醛类(如胡椒醛、氯苯甲醛、内桂醛等)、有机酸类(如抗坏血酸、氨基乙酸、苯甲酸、烟酸等)、酮类(苯亚甲基丙酮、芳香烯酮、苯乙基酮等)、磺酸类(木质素磺酸钠、萘酚二磺酸等)及杂环化合物等。4)温度在锌镍合金电沉积中，镍的沉积相对于锌来说要慢一些，随着温度的升高，反应速度加快，镀层中含镍量随温度升高而增加。115)pH值pH值对镀层含镍量有较大影响。随pH值增加，镀层含镍量也随之增加；镀液pH值过高，当接近于氢氧化锌及氢氧化镍的临界pH值时，就易生成氢氧化物沉淀夹杂于镀层中，对镀层质量不利；当pH值过低时，锌阳极溶解加快，[Zn2+]迅速增加，使镀液成分发生

7、变化。因此，电镀过程中必须严格控制镀液的pH值。（3）阳极对于锌镍合金来说，由于锌、镍的熔点相差较大(锌熔点：419.5℃，镍熔点1452℃)，给制造锌镍合金阳极带来困难。因此，在电镀锌镍合金时，常用的还是锌和镍的单金属阳极。由于锌和镍的标准电势相差较大，只能采用电流分控方式，具体有两种方式：1)采用一台电源在锌阳极及镍阳极的回路中分别串联一个大电阻，以此来调节两阳极上的分电流。122)采用两台电源分别形成锌阳极回路和镍阳极回路，两回路共阴极。在自动线生产中，为了维持镀液成分的稳定，可以从槽中取出部分镀液，分别控制锌与镍的浓度，然后根据需要，向槽中补加所需要的成分

8、。在阳极使